第四章细菌的遗传与变异.ppt

第四章细菌的遗传与变异,目的要求,熟悉：细菌变异的现象常见的质粒噬菌体的概念及种类,主要内容,细菌的变异现象细菌遗传变异的物质基础细菌变异的发生机制细菌的遗传变异在医学中的应用,遗传：子代与亲代之间的生物学性状（形态、结构、免疫原性）具有相似性变异：子代与亲代之间具有差异遗传性变异：基因变异非遗传性变异：表型变异,遗传性变异和非遗传性变异的比较,基因结构改变，又称基因变异发生于个别细菌新性状可稳定遗传不可逆,环境条件变化引起，又称表型变异发生于菌群中的所有细菌新性状不能稳定遗传可逆,一、形态与结构的变异：形态变异：鼠疫耶氏菌L型变异（细胞壁缺陷型）结构变异：荚膜变异：肺炎链球菌，炭疽杆菌芽胞变异：炭疽芽孢杆菌鞭毛变异：HO变异（变形杆菌）,第一节细菌的变异现象,二、毒力变异毒力降低或消失：如卡介苗毒力增强：如白喉杆菌三、耐药性变异：细菌对某种抗菌药物由敏感变为耐受。,四、抗原性变异H或OI和II相变异五、菌落变异光滑型S型粗糙型R型D菌落变异,第二节细菌遗传变异的物质基础,细菌的染色体质粒转位因子噬菌体,一细菌的染色体,核质DNA，裸露的环状双螺旋DNA长链，呈超螺旋形式缠绕成团，无核膜包裹。几乎无内含子，仅有内含子序列也不编码蛋白缺组蛋白,二质粒（一）基本特征自我复制赋予细菌特殊性状非生命活动所必需转移性相容性与不相容性质粒,（二）医学上重要的质粒致育质粒（F质粒）（F因子或致育因子）编码性菌毛耐药性质粒(R质粒)（R因子或抗药性因子）产生抗药性,细菌素质粒编码各种细菌产生的细菌素Col质粒（产大肠菌素因子）使大肠杆菌产生大肠菌素毒力质粒（Vi质粒）编码与致病性有关毒力因子代谢质粒编码产生与代谢相关的酶类,三转位因子,转位因子（转座子）：存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列片段。可在DNA分子中移动,种类插入序列（IS）不带有表现任何性状的基因只编码转移时所需要的转座酶,转座子携带转座基因携带其他结构基因：耐药基因毒素基因抗金属基因结果：插入基因失活、突变耐药性产生细菌染色体畸变,转座噬菌体具有转座功能的溶原性噬菌体前噬菌体整合到染色体上，改变溶原性细菌生物学性状；前噬菌体脱离染色体，带走临近DNA片段载体,四噬菌体,一、概念：能感染细菌、放线菌、螺旋体和真菌等微生物的病毒。二、生物学性状：基本形态：蝌蚪形、微球形、纤线形基本结构：头部：核酸及外壳尾部：尾壳、尾髓、尾丝、尾刺,噬菌体结构模式图,噬菌体吸附宿主细菌模式图,a.吸附于宿主菌,b.尾板扩张，尾鞘收缩,c.核酸注入菌体,三、噬菌体与宿主菌的相互关系毒性噬菌体：导致细菌的裂解溶菌性周期温和噬菌体：溶原周期：噬菌体的核酸整合在细菌的染色体上溶菌周期：亦可导致细菌的裂解,第三节细菌变异的机制,基因突变基因的转移和重组转化接合转导溶原性转换,一基因突变,突变遗传物质结构发生突然而稳定改变，导致细菌性状的遗传性变异。突变类型：基因突变：点突变，少数细菌发生少数性状变异染色体畸变：大段DNA变，导致细菌死亡,突变率：10-910-6自发突变诱发突变高10-1000倍突变的回复和抑制突变型野生型突变与选择随机和不定向的利于突变株生长环境,（一）基因突变的规律,耐药性菌株在接触药物前已出现，抗菌药物的作用只是选择耐药株,（二）DNA损伤后修复,核酸内切酶、聚合酶、连接酶修复DNA出错切损伤的DNA，会切掉正常序列DNASOS产生许多基因死亡前利用差错倾向的修复,二基因转移和重组,基因转移遗传物质由供体菌进入受体菌内的过程重组转移的基因与受体菌DNA整合在一起,转化(transformstion)：受体菌直接摄取供体菌的游离DNA片段，使受体菌获得新的遗传性状。,基因转化模式图,外源性DNA一段进入受体菌,1、定义：,2、F质粒的接合：,接合（conjugation）,接合时F因子的转移与复制,普遍性转导,细菌被普遍性噬菌体感染,局限性转导,溶源性转换（lysogeniccoversion）,1、定义,2、举例,产毒白喉杆菌,棒状杆菌噬菌体,无毒白喉杆菌,白喉杆菌溶原性转换示意图,原生质体融合,两细菌经溶菌酶或青霉素脱细胞壁后融合成双倍体细胞,细菌细菌：转化：供受（直接）转导：供受（温和噬菌体）接合：供受（性菌毛）原生质体融合：原原（PEG）噬菌体细菌：溶原性转换：前噬菌体,第四节细菌遗传变异在医学中的应用,疾病的诊断、治疗和预防（一）病原学诊断（二）临